Доклады АМАН. Т. 25, № 3. С. 14–25.
Читать статью Содержание выпуска
DOI: https://doi.org/10.47928/1726-9946-2025-25-3-14-25
EDN: VQVESU
ФИЗИКА
| УДК 532.614 | Научная статья |
Новый вариант термодинамической оценки межфазных энергий
высокоэнергетических поверхностей
Дохов Магомед Пашевич
доктор технических наук, профессор, действительный член Российской академии естествознания, действительный член АМАН, неаффилировнный автор, innagubachikova@mail.ru
Аннотация. В статье получено новое уравнение, решение которого позволяет определять межфазные характеристики в трехфазных системах высокоэнергетических поверхностей по известным значениям величин краевых углов и поверхностных энергий жидкостей (расплавов). По таблице, составленной на основе решения уравнения, рассчитаны межфазные энергии оксидов на границах с жидкими металлами и их парами. Кислородсодержащие тугоплавкие соединения отличаются высокой огнеупорностью и применяются для футеровки (защитная внутренняя облицовка) высокотемпературных печей, из них изготавливают тигли для прецизионной плавки металлов и сплавов, чехлы для металлических термопар. Например, корунд (\alpha – Al2O3) и его разновидности – сапфир, рубин используются в абразивных инструментах на органических и керамических связках. Однако, некоторые свойства оксидов до настоящего времени совершенно не изучены. В частности, невелико число оксидов, у которых измерены поверхностные энергии в твердом состоянии. С другой стороны, если учесть, что прямого метода измерения межфазной энергии на границе раздела твердая фаза – расплав не существует, вычисление этой величины является актуальной задачей.
Ключевые слова: межфазная энергия, поверхностная энергия, твердый оксид, жидкий металл, смачивание, краевой угол, высокоэнергетическая поверхность, работа адгезии.
Финансирование. Работа не выполнялась в рамках фондов.
Конкурирующие интересы. Конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.
Авторский вклад и ответственность. Автор участвовал в написании статьи и полностью несет ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать.
Для цитирования. Дохов М. П. Новый вариант термодинамической оценки межфазных энергий высокоэнергетических поверхностей // Доклады АМАН. 2025. Т. 25, No 3. С. 14–25.
DOI: https://doi.org/10.47928/1726-9946-2025-25-3-14-25; EDN: VQVESU
Поступила 29.07.2025; одобрена после рецензирования 12.08.2025; принята к публикации 18.09.2025.
© Дохов М. П., 2025
Список использованных источников
1. Antonoff G. N. On surface tension of solids // Рhilоsophical magazine. 1926. Vol. 1, No. 6. Pp. 1258.
2. Adam N. K. The surface tension of solids // Рhilоsophical magazine. 1927. Vol. 3, No. 16. Pp. 863.
3. Zisman W. A. Relation of the equilibrium contact angle to liquid and solid constitution // Advances in Chemistry Series. 1964. No. 43. Pp. 1.
4. Rhee S. K. A method for determining surface energies of solids: temperature-variant contact angle method // Materials Science and Engineering. 1974. Vol. 16, No. 1. Pp. 45.
5. Good R. J. Surface free energy of solids and liquids: Thermodynamics, molecular forces, and structure // Journal of Colloid and Interface Science. 1977. Vol. 59, No. 3. Pp. 398.
6. Дохов М. П. Расчет межфазной энергии некоторых органических соединений на границе раздела монокристалл – расплав // ЖФХ. 1981. Т. 55, № 5. С. 1324.
7. Дохов М. П. Изменение межфазных энергий твердое тело – расплав и твердое тело – пар в зависимости от краевого угла. Известия вузов СССР. Физика. Томск. Деп. в ВИНИТИ, 1985. 12 c.
8. Jun-ichi C., Shirai S. Melting of silicon crystals and a possible origin of swirl defects // Journal of Crystal Growth. 1977. Vol. 39, No. 2. Pp. 328.
9. Дохов М. П. Закономерности изменения относительных значений межфазных энергий в зависимости от краевого угла. Известия вузов. Физика. Томск. Деп. в ВИНИТИ РАН. 2006. 12 c.
10. Найдич Ю.В., Перевертайло В. М., Григоренко Н. Ф. Капиллярные явления в процессах роста и плавления кристаллов. Киев: Наукова думка, 1983. 100 c.
11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. М.: Наука, 1976. Т. 5. Часть 1. 584 c.
12. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка. 1972. 196 c.
13. Энциклопедия неорганических материалов / под ред. И.М. Федорченко. Киев: Гл. редакция Украинской Советской энциклопедии. 1977. Т. 1, 840 c. Т. 2. 816 c.
14. Хоконов Х. Б., Таова Т. М., Шебзухова И. Г., Кумыков В. К., Алчагиров Б. Б. Поверхностная энергия и натяжение металлов и двойных металлических сплавов в твердом состоянии. В кн: Труды международного междисциплинарного симпозиума. Физика поверхностных явлений межфазных границ и фазовые переходы. Нальчик – Ростов-на-Дону – Грозный – Шепси. 2018. Выпуск 8. С. 5.
15. Лихтман В. И., Брюханова Л. С., Андреева И. А. Измерение поверхностного натяжения твердых металлов в присутствии адсорбционных слоев поверхностно активных металлических расплавов. В кн: Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик: Кабардино-Балкарское книжное издательство, 1965. С. 438.
16. Дохов М. П. К вопросу о величине межфазной энергии на границе твердое тело – расплав в сингулярных точках // Расплавы. 2022. № 4. С. 362.
17. Williams L. S. and Murray P. Bonding in Cermets. Metallurgia. 1954. Vol. 49, No. 295. Pp. 210.
18. Overbury S. H., Bertrand P. A., Somorjai G. A. Surface composition of binary systems. Prediction of surface phase diagrams of solid solutions. Chemical Reviews. 1975. Vol. 75, No. 5. Pp. 547.
19. Economos G., Kingery W. Metal-Ceramic Interactions: II, Metal-Oxide Interfacial Reactions at Elevated Temperatures. Journal of the American ceramic Society. 1954. Vol. 36, No. 12. Pp. 403.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.